Design of functionalized adsorbents for simultaneous removal of fluoride and arsenite from waters

同时去除水中氟化物和亚砷酸盐的功能化吸附剂的设计

基本信息

  • 批准号:
    16F16082
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2016-10-07 至 2019-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

It was aimed to synthesize a modulator (benzoic acid (BA))-driven zirconium-fumaric acid (Zr-fum) metal-organic frameworks (MOF) and investigated in detail the adsorption mechanism of arsenic oxyanions (AsO43- and AsO33-) and their stability before and after the adsorption from water. The mechanism of AsO43- and AsO33- interaction on Zr-MOF was ligand-exchange and found to be the maximum uptake performance of AsO43- (1.159 mmol/g) and AsO33- (1.121 mmol/g) was obtained by the Langmuir adsorption isotherm. Likewise, it is also synthesized La-based MOFs with the linkers of benzoic acid (BA), 1,4-benzene dicarboxylic acid (BDC) and 1,3,5-benzenetricarboxylic acid (BTC). Interestingly, the ligand of BA approached La metal to form lanthanum methanoate (La(HCOO)3 instead of La-BA MOF through acid catalyst amide-hydrolysis mechanism, where, La-BDC and La-BTC as MOFs, confirmed by PXRD patterns. This is the first report to investigate the AsO43- adsorption and their dissolution behavior over La-BA, La-BDC and La-BTC in detail using the different spectroscopic methods. The maximum adsorption capacities of AsO43- obtained from the Langmuir isotherm model were found to be 2.623 mmol/g, 3.891 mmol/g and 0.280 mmol/g for La-BA, La-BDC and La-BTC, respectively. The value for La-BDC was recorded as one of the much superior, next to UiO-66, to the previously reported adsorbents for AsO43- till date. In addition, the zirconia nanoparticles (ZrO2) embedded graphene oxide dendrimer was prepared and utilized for removal of toxic AsO33- removal from water.
合成了一种苯甲酸(BA)调控的富马酸锆(Zr-fum)金属有机骨架(MOF),并研究了其对水中砷氧阴离子(AsO 43-和AsO 33-)的吸附机理及其吸附前后的稳定性。结果表明,AsO 43-和AsO 33-在Zr-MOF上的吸附机理为配体交换,在Langmuir吸附等温线上,AsO 43-和AsO 33-的吸附量分别为1.159 mmol/g和1.121 mmol/g。同样,还合成了以苯甲酸(BA)、1,4-苯二甲酸(BDC)和1,3,5-苯三甲酸(BTC)为连接基的镧基MOFs。有趣的是,BA配体通过酸催化酰胺水解机理与La金属形成La(HCOO)3取代La-BA MOF,其中La-BDC和La-BTC为MOF,PXRD图谱证实了这一点。这是第一个报告,详细研究了AsO 43-吸附和溶解行为的La-BA,La-BDC和La-BTC使用不同的光谱方法。采用Langmuir等温吸附模型计算得到La-BA、La-BDC和La-BTC对AsO_(43-)的最大吸附容量分别为2.623 mmol/g、3.891 mmol/g和0.280 mmol/g。La-BDC的值被记录为仅次于UiO-66的上级吸附剂之一,优于先前报道的AsO 43吸附剂-迄今为止。此外,氧化锆纳米粒子(ZrO 2)嵌入氧化石墨烯树枝状大分子的制备和用于去除有毒AsO 33-去除从水中。

项目成果

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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Mono-, di- and tri carboxylic acids mediated lanthanum based organic frameworks for efficient removal of arsenic from water
单、二和三羧酸介导的基于镧的有机框架可有效去除水中的砷
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Imamura;S.M. Prabhu;K. Sasaki
  • 通讯作者:
    K. Sasaki
Fabrication of Chitosan-Reinforced ZrxAl1-xOOH Nanocomposites and Their Arsenite and Fluoride Depollution Densities from Single/Binary Systems
  • DOI:
    10.1002/slct.201701072
  • 发表时间:
    2017-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. M. Prabhu;K. Sasaki
  • 通讯作者:
    S. M. Prabhu;K. Sasaki
Kyungpook National University,(韓国)
庆北国立大学(韩国)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Synthesis of biopolymer supported ZrxAl1-xOOH nanocomposites and their fluoride/arsenite depollution densities from single/binary systems
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S.M. Prabhu; K. Sasaki
  • 通讯作者:
    K. Sasaki
Synthesis of modulator-driven highly stable zirconium-fumarate frameworks and mechanistic investigations of their arsenite and arsenate adsorption from aqueous solutions
  • DOI:
    10.1039/c8ce01424h
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Subbaiah Muthu Prabhu;S. Kancharla;C. Park;K. Sasaki
  • 通讯作者:
    Subbaiah Muthu Prabhu;S. Kancharla;C. Park;K. Sasaki
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 批准号:
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  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.41万
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